第一堂课 地基与基础概论

1、 六六学习情境一学习情境一岩土工程勘察岩土工程勘察学习情境二学习情境二土方工程施工土方工程施工 学习情境三学习情境三浅基础设计与施工浅基础设计与施工 学习情境四学习情境四桩基础工程施工桩基础工程施工 学习情境五学习情境五基坑工程施工基坑工程施工学习情境六学习情境六地基处理技术地基处理技术 主要规范、规程l 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范 GB 50007 GB 5000720112011l 岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范 GB 50021 GB 5002120012001l 建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2012 JGJ 79-2012l 土工试验方法标准

2、土工试验方法标准 GB/T 50123 GB/T 5012319991999（20082008）1 1、本课程的研究对象及研究内容本课程的研究对象及研究内容3 3、本课程的特点与学习要求、本课程的特点与学习要求2 2、土力学与地基基础的发展史及其、土力学与地基基础的发展史及其 重要性重要性2. 2.地基与地基与基础的基础的概念概念 任何建筑物都支承于地层上，受建任何建筑物都支承于地层上，受建筑物荷载影响的那一部分地层称为筑物荷载影响的那一部分地层称为地基。地基。 地球表面的大块岩体经风化、搬地球表面的大块岩体经风化、搬运、沉积等地质作用形成的松散的运、沉积等地质作用形成的松散的堆积物或沉淀。堆

3、积物或沉淀。（1 1）天然地基）天然地基未经过人工处理的未经过人工处理的地基。地基。（2 2）人工地基）人工地基进行了人工处理的进行了人工处理的地基。地基。4 4、基础、基础的类型的类型3 3、地基、地基的类型的类型浅基础浅基础埋深不超过埋深不超过5 5米且用一般方米且用一般方法施工的基础。法施工的基础。深基础深基础埋深超过埋深超过5 5米或不能用一般米或不能用一般方法施工的基础。方法施工的基础。与地基基础有关的工程事故与地基基础有关的工程事故与地基强度有关的工程问题：与地基强度有关的工程问题： 加拿大特朗斯康谷仓倾倒加拿大特朗斯康谷仓倾倒 香港宝城大厦滑坡香港宝城大厦滑坡 萨尔瓦多山体滑坡萨

4、尔瓦多山体滑坡与地基变形有关的工程问题：与地基变形有关的工程问题： 意大利比萨斜塔意大利比萨斜塔 苏州虎丘塔苏州虎丘塔中国的比萨斜塔中国的比萨斜塔 上海展览中心地基下沉上海展览中心地基下沉 日本关西机场地基沉降日本关西机场地基沉降工程实践表明，建筑工程实践表明，建筑物的事故很多都与地物的事故很多都与地基基础有关的，而一基基础有关的，而一旦发生地基基础事故，旦发生地基基础事故，往往后果严重，补救往往后果严重，补救困难，有些即时可以困难，有些即时可以补救，其加固、修复补救，其加固、修复所需的费用也非常高。所需的费用也非常高。 2 2.1.1加加拿拿大大特特朗朗斯斯康康谷谷仓仓倾倾倒倒事故：事故：1

5、9131913年年9 9月装谷物，月装谷物，1010月月1717日日装了装了31822t31822t谷物时，谷物时，1 1小时竖向沉降达小时竖向沉降达30.5cm30.5cm2424小时倾斜小时倾斜26265353西端下沉西端下沉7.32m7.32m 东端上抬东端上抬1.52m1.52m上部钢筋混凝土筒仓完好无上部钢筋混凝土筒仓完好无损损概况：概况：加拿大特朗斯康谷仓，南北长加拿大特朗斯康谷仓，南北长59.44m59.44m，东西宽，东西宽23.47m23.47m，高，高31.00m31.00m，共共6565个圆筒仓。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚个圆筒仓。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚61cm6

6、1cm，埋深，埋深3.66m3.66m。谷。谷仓仓19111911年动工，年动工，19131913年秋完成，谷仓自重年秋完成，谷仓自重20000t20000t。 原因：原因：地基土事先未进行调地基土事先未进行调查，据邻近结构物基槽开挖取查，据邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承载力土试验结果，计算地基承载力应用到此谷仓。应用到此谷仓。19521952年经勘察年经勘察试验与计算，地基实际承载力试验与计算，地基实际承载力远小于谷仓破坏时发生的基底远小于谷仓破坏时发生的基底压力。因此，谷仓地基因超载压力。因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。发生强度破坏而滑动。处理：处理：事后在下面做了七十

7、多个支撑于基岩上的混凝土墩，使事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用用388388个个50t50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了米。其位置比原来降低了米。 2 2.1.1加加拿拿大大特特朗朗斯斯康康谷谷仓仓倾倾倒倒4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备2 2. .2 2香香港港宝宝城城大大厦厦滑滑坡坡 19721972年年7 7月某日清晨，香港宝月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米残积土城路附近，两万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅好冲过一幢

8、高层住宅- -宝城大宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。五层住宅。死亡死亡120120人。人。原因：原因：山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步大山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步大大降低，使得土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。大降低，使得土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备2 2. .2 2香香港港宝宝城城大大厦厦滑滑坡坡 4.1.14.1.1先先张张法

9、法的的施施工工设设备备4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备2 2. .3 3萨萨尔尔瓦瓦多多山山体体滑滑坡坡 4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备2 2. .4.14.1意意大大利利比比萨萨斜斜塔塔11731173：动工；动工；11781178：至至4 4层中，高约层中，高约29m29m，因，因倾斜停工；倾斜停工；12721272：复工，经复工，经6 6年，至年，至7 7层，层，高高48m48m，再停工；，再停工；13601360：再复工，至再复工，至13701370年竣工，年竣工，全塔共全塔共8 8层，高度为层，高度为55m 55m ；1590 1590 ：伽

10、利略在此塔做落体伽利略在此塔做落体实验；实验；目前：目前：塔向南倾斜，南北两端塔向南倾斜，南北两端沉降差沉降差1.80m1.80m，塔顶离中心线，塔顶离中心线已达已达5.27m5.27m，倾斜，倾斜5 521162116。4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备2 2. .4.24.2意大利比萨斜塔地基不均意大利比萨斜塔地基不均匀沉降匀沉降事故原因：事故原因：塔塔身建立在深厚身建立在深厚的高压缩性土的高压缩性土之上（地基持之上（地基持力层为粉砂，力层为粉砂，下面为粉土和下面为粉土和黏土层），地黏土层），地基的不均匀沉基的不均匀沉降导致塔身的降导致塔身的倾斜。倾斜。处理措施：处理措施

11、：1838183918381839年，挖环形基年，挖环形基坑卸载；坑卸载；1933193519331935年，基坑防水年，基坑防水处理，基础环灌浆加固处理，基础环灌浆加固；19901990年年1 1月封闭整修；月封闭整修；19921992年年7 7月加固塔身，用压月加固塔身，用压重法和取土法进行地基重法和取土法进行地基处理，经过处理，经过1212年的整修年的整修，耗资约，耗资约25002500万美元，万美元，斜塔被扶正斜塔被扶正44cm44cm；20012001年年1212月重新对外开放月重新对外开放4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备概况：概况：位于苏州市虎丘公园山顶，位于苏

12、州市虎丘公园山顶，落成于宋太祖建隆二年（公元落成于宋太祖建隆二年（公元961961年）。全塔年）。全塔7 7层，高层，高47.5m47.5m，塔的平，塔的平面呈八角形。面呈八角形。问题：问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔身向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线已达塔顶离中心线已达2.31m2.31m，底层塔身，底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑物而封发生不少裂缝，成为危险建筑物而封闭。闭。4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备苏州虎丘塔苏州虎丘塔中国中国的比萨斜塔的比萨斜塔2 2. .5.15.14.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备4.1.14.1.1先先张张法法的的施施

13、工工设设备备苏州虎丘塔地基土压苏州虎丘塔地基土压缩层厚度不均缩层厚度不均2 2. .5.25.2处理：处理：在塔四周建造一圈桩排式地下连在塔四周建造一圈桩排式地下连续墙并对塔周围与塔基进行钻孔注浆和续墙并对塔周围与塔基进行钻孔注浆和打设树根桩加固塔身，获得成功。打设树根桩加固塔身，获得成功。原因：原因：虎丘塔地基为人工地基，虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，人工块石填土由大块石组成，人工块石填土层厚层厚1 12m2m，西南薄，东北厚。，西南薄，东北厚。下为粉质粘土，呈可塑至软塑下为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。状态，也是西南薄，东北厚。底部即为风化岩石和基岩。塔底部即为风化

14、岩石和基岩。塔底层直径底层直径13.66m13.66m范围内，覆盖范围内，覆盖层厚度相差层厚度相差3.0m3.0m。地基土压缩。地基土压缩层厚度不均及砖砌体偏心受压层厚度不均及砖砌体偏心受压等原因，造成该塔向东北方向等原因，造成该塔向东北方向倾斜。倾斜。虎丘塔地质剖面图虎丘塔地质剖面图 4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备2 2. .6 6上上海海展展览览中中心心地地基基下下沉沉(1)(1)上海展览中心中央大厅为框上海展览中心中央大厅为框架结构，箱形基础，两翼采架结构，箱形基础，两翼采用条形基础。箱形基础为两用条形基础。箱形基

15、础为两层，埋深层，埋深7.27m7.27m。箱基顶面。箱基顶面至中央大厅顶部塔尖，总高至中央大厅顶部塔尖，总高96.63m96.63m，地基为高压缩性淤，地基为高压缩性淤泥质软土。泥质软土。(2)(2)展览馆于展览馆于19541954年年5 5月开工，月开工， 当年底实测地基平均沉降量为当年底实测地基平均沉降量为60cm60cm。(3)1957(3)1957年年6 6月，中央大厅四周的沉降量最大达月，中央大厅四周的沉降量最大达 146.55cm 146.55cm，最小为，最小为122.8cm122.8cm。(4)(4)到到19791979年，累计平均沉降量为年，累计平均沉降量为160cm160

16、cm。(5)(5)由于地基严重下沉，不仅使散水倒坡，而由于地基严重下沉，不仅使散水倒坡，而 且建筑物内外连接的水、暖、电管道断裂，且建筑物内外连接的水、暖、电管道断裂， 付出了相当的代价。付出了相当的代价。 4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备日本关西机场日本关西机场世界世界最大人工岛最大人工岛2 2. .7.17.1概况：概况：19861986年：开工年：开工19901990年：人工岛完成年：人工岛完成19941994年：机场运营年：机场运营面积：面积：4370m4370m1250m1250m填筑量：填筑量：18018010

17、106 6m m3 3平均厚度：平均厚度：33m33m设计时预测沉降：设计时预测沉降：5.75.77.5 m7.5 m完成时实际沉降：完成时实际沉降：8.1 m8.1 m，5cm5cm/ /月月(1990(1990年年) )预测主固结完成预测主固结完成2020年后，比设年后，比设计超填：计超填：3m3m问题：世界上第一个海上机问题：世界上第一个海上机场场关西机场出现了严重关西机场出现了严重的地基沉降。目前还并未影的地基沉降。目前还并未影响到飞机的起落响到飞机的起落, ,但预计除但预计除了已花费大约了已花费大约270270亿日元开亿日元开展的防沉降工程以外展的防沉降工程以外, ,今后今后也还要不

18、断地进行很多修复也还要不断地进行很多修复工程。工程。 4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备4.1.14.1.1先先张张法法的的施施工工设设备备2 2. .7.27.2日日本本关关西西机机场场地地基基沉沉降降 研究对象的复杂多变性、研究内容的广泛性、研究方法的特殊性研究对象的复杂多变性、研究内容的广泛性、研究方法的特殊性。1 1、地位、地位2 2、特点、特点： 本课程是一门重要的专业核心课，地基与基础是建筑结构的本课程是一门重要的专业核心课，地基与基础是建筑结构的下部结构。下部结构。 能力目标：能力目标：（1 1）能根据）能根据建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范对土进行分类

19、定名，认识对土进行分类定名，认识常见地基土。常见地基土。（2 2）能到施工现场采集检测土样，测定地基土的物理性质指标和）能到施工现场采集检测土样，测定地基土的物理性质指标和力学性质指标，并对地基土进行工程评价。通过培训，能考取力学性质指标，并对地基土进行工程评价。通过培训，能考取土工试验工证。土工试验工证。（3 3）能从事土方机械的选用与土方工程量计算工作。）能从事土方机械的选用与土方工程量计算工作。（4 4）能从事建筑定位与基础定位轴线的施工放线工作。）能从事建筑定位与基础定位轴线的施工放线工作。（5 5）能阅读工程地质勘察报告，初步懂得基槽检验方法和局部地）能阅读工程地质勘察报告，初步懂得

20、基槽检验方法和局部地基处理方法。基处理方法。3 3、通过课程的学习，要、通过课程的学习，要达到以下目标：达到以下目标： 能力目标：能力目标：（6 6）能进行浅基础的构造设计和剖面计算，能绘制和识读浅）能进行浅基础的构造设计和剖面计算，能绘制和识读浅基础施工图。基础施工图。（7 7）能确定条形基础、独立基础等浅基础及挡土墙的施工工）能确定条形基础、独立基础等浅基础及挡土墙的施工工艺流程，懂得质量控制。艺流程，懂得质量控制。（8 8）能识读桩基础施工图、知道桩基础施工工艺流程，懂得）能识读桩基础施工图、知道桩基础施工工艺流程，懂得质量控制。质量控制。（9 9）初步懂得选择基坑支护方式、地基处理方法。）初步懂得选择基坑支护方式、地基处理方法。 知识目标：知识目标：（1 1）掌握地基土体的物理指标和力学指标计算、确定地基土体名）掌握地基土体的物理指标和力学指标计算、确定地基土体名称的依据和方法。称的依据和方法。（2 2）掌握土方工程量计算方法、认识基础工程施工的常用机械设）掌握